分三光束光內同軸技術
分三光束光內同軸技術通過單一激光束經過三棱鏡分裂為三個均勻分布的周向激光束，這些激光束圍繞一個中心空間布置，形成了一個適合金屬絲送入的中空區(qū)域。金屬絲通過導絲管引導進入這個中心空間，與三激光束實現(xiàn)同軸分布。這種配置允許激光焦點聚集于工件表面，實現(xiàn)精確的加工和材料沉積。該技術以其光路設計簡單、實施容易著稱，但由于光絲同軸頭體積較大，調整光路和送絲精度存在一定挑戰(zhàn)，可能影響加工質量和效率。
蘇州大學自主研制的新型三光束光內送絲噴頭，將原始圓形激光束整形為周向均勻分布的三個扇形光斑，三個光斑光通量均沿著z軸方向呈"尖頂狀"分布，絲材能夠被三個光斑均勻包裹，實現(xiàn)光絲耦合。
德國coaxworks的wireM 激光焊接頭采用三束同軸激光束將線材均勻熔化，用于激光焊接及增材修復。堅固的三光束柔性定向焊接設計，使得無論激光焊接頭在工件上移動的方向如何，焊縫的形狀都相同。
（德國Coaxworks的Laserschwei?kopf wireM）
多光束集成光內同軸技術
多光束集成光內同軸技術采用環(huán)列式激光頭布局，激光頭固定在工作平臺上方，各路激光束與豎直方向的夾角相等，共同聚焦于工件表面，形成一個環(huán)列式的熱源。這種配置能在工件表面形成均勻分布的多光束加熱區(qū)，通過調整各激光頭的角度和功率，可以精細控制熱源的能量分布，從而提高加工的均勻性和質量。雖然這種技術能提供高質量的加工效果，但其對激光頭的裝配精度和穩(wěn)定性要求極高，是其主要挑戰(zhàn)之一。
重慶大學開發(fā)環(huán)列式多激光束熔絲增材制造技術消除了激光束方向性帶來的影響，實現(xiàn)各向同性，并在熔覆道和薄壁件成形工藝優(yōu)化研究中，通過設置圓角和重合角度分別解決了成形過程中拐角和熔覆道首尾熔合差等問題，完成三種典型樣件的穩(wěn)定成形。
西班牙Meltio公司依托多光束集成光內同軸技術開發(fā)的核心產品Meltio M450 3D打印機能夠生產高密度金屬零部件，市場銷售額近400臺。
融速科技自研的六激光同軸送絲金屬3D打印設備Laser One于2024年1月全新發(fā)布，設備配置Matrix陣列激光控制器，獨立控制調節(jié)每束激光，能量分布更均勻，打印件表面粗糙度最高可達5μm。
(融速科技Laser One六激光同軸送絲打印頭) 分環(huán)形光束光內同軸技術
分環(huán)形光束光內同軸技術通過將單一激光束經過特制的錐透鏡轉變?yōu)榄h(huán)形光束，然后通過棱鏡分割為兩個半環(huán)形光束，以便金屬絲可以垂直穿過并送入加工區(qū)域。這兩個半環(huán)形光束隨后通過另一棱鏡重新組合為完整的環(huán)形光束，并通過聚焦透鏡聚焦于工件表面，形成直徑約2到4毫米的環(huán)形加熱區(qū)。這種技術能實現(xiàn)金屬絲的均勻加熱及其垂直于加工表面的送進，適用于360度全方位的加工。盡管分環(huán)形光束技術提供了優(yōu)異的加工質量和靈活性，但其光路設計復雜，對光學元件的要求高，可能導致成本上升和維護困難。
華中科技大學自主設計了基于四分光光路的光內同軸送絲激光熔敷頭，并以此為基礎，設計搭建了激光熔敷成形試驗平臺，滿足高精度、高效率、全方位的激光送絲熔敷成形需求。
Precitec的激光送絲熔覆頭的環(huán)形光束直接聚焦到絲材和工件表面之間的交匯處，且送絲不會遮擋到光束，實現(xiàn)多方向送絲增材制造工藝。
（Precitec CoaxPrinter激光熔覆加工頭）
資料參考
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